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«Im Vordergrund stehen prinzipielle Verfahren und nicht spezielle Realisierungen. Die Inhalte der Informatik sind daher vorwiegend logischer Natur und maschinenunabhängig» [Claus, 1975]. Claus bestärkt damit ebenfalls die Sichtweise Weizsäckers auf die Informatik und betont den Wissenschaftsschwerpunkt von «Algorithmen und Datenstrukturen», die mit formalen Sprachen beschrieben und mit logischen Kalkülen ausgeführt werden.

Genrich und Petri kommen ausgehend vom Informationsbegriff der Kybernetik zur Sicht auf die Informatik als «Wissenschaft vom streng geregelten Informationsfluß» [Genrich, 1975], [Petri, 1983]. Damit wird die Beschreibung von Prozessen einschließlich der gesellschaftlichen Nützlichkeitsbetrachtung in den Mittelpunkt gerückt. Zur Bewertung von Informatiksystemen tragen dann nicht nur Strukturierungsqualität und algorithmische Effizienz, sondern auch die Einbettung in die sozialen Anwendungsprozesse bei.

Capurro charakterisiert «Informatik als hermeneutische Disziplin» [Capurro, 1990] mit der Aufgabe der «technischen Gestaltung [. . . menschlicher] Interaktionen in der Welt». Diese Einschätzung geht vielen Informatikerinnen zu weit, da sie sich von den damit verbundenen Konsequenzen überfordert fühlen. Gerade für die Didaktik der Informatik eröffnet diese philosophische Dimension Chancen für Synergieeffekte zwischen Fächern.

Coy: «Aufgabe der Informatik ist also die Analyse von Arbeitsprozessen und ihre konstruktive, maschinelle Unterstützung. Nicht die Maschine, sondern die Organisation und Gestaltung von Arbeitsplätzen steht als wesentliche Aufgabe im Mittelpunkt der Informatik. Die Gestaltung der Maschinen, der Hardware und der Software ist dieser primären Aufgabe untergeordnet. Informatik ist also nicht «Computerwissenschaft» [Coy, 1992]. Zustimmungsfähig an dieser Position ist die Feststellung, dass Informatik nicht nur als Strukturwissenschaft und technische Wissenschaft betrachtet werden kann, sondern der soziotechnische Kontext thematisiert werden muss. Entschieden abgelehnt wird die Argumentation von Coy, die die Informatik den Sozialwissenschaften zuordnet.

Luft charakterisiert Informatik als eine Disziplin, die «[. . . ] im Hinblick auf Entwurf und Gestaltung der Architektur weitaus näher steht als der Elektround Nachrichtentechnik» [Luft, 1992]. Diese Position ist durch die Erfolge von objektorientierten Entwurfsmustern (engl. design patterns) in der Softwaretechnik ausgesprochen aktuell.

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2. Beachten Sie den Wortschatz zum Text:

3.Beantworten Sie die Fragen zum Text:

1.Welche Probleme werden im Kontext der Informatik diskutiert?

2.Welche Wissenschaftler beschäftigten sich mit den Problemen der Informatik?

3.Wie charakterisieren die Wissenschaftler den Begriff «Informatik»?

4.Geben Sie die Hauptinformation in Form der Annotation wieder.

Text 2

1. Lesen Sie den Text:

Konzepte in der Informatik

Für die konkrete wissenschaftlich begründete Arbeitsweise von Informatiker stellt die Umsetzung der wissenschaftstheoretischen Ergebnisse auf der Ebene konkreter Konzepte eine notwendige Arbeitsgrundlage dar. Die Wissenschaft liefert Ansätze, die auf verschiedenen Ebenen handlungsleitende Ideen explizieren. Mit Blick auf die Informatik werden sowohl historisch bedeutsame Analysen, aber auch Entwicklungslinien vorgestellt, die es ermöglichen sollen, Konzepte zu identifizieren, die im Kontext eines allgemeinbildenden Informatikunterrichts Berücksichtigung finden. Ausgehend von dem bereits im Kontext des «Pragmatischen Ansatzes» verdeutlichten grundlegenden Begriff der operationalen Form werden verschiedene Typen von operationalen Strukturen unterschieden. Die folgende Liste nach [Floyd, 2001] stellt einen Versuch für eine Typologie dar:

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1.Grundlegende operationale Strukturen z. B. Suchen, endliche Automaten – Kontext «Algorithmen und Datenstrukturen»

2.Verallgemeinerung der operationalen (Re-)Konstruktion durch Orientierung an einer Klasse verwandter Gegenstandsbereiche z. B. innerhalb einer Branche

3.Identifikation verwandter operationaler Strukturen in verschiedenen Gegenstandsbereichen z. B. Konfiguration, Entscheidungsfindung – gemeinsame Grundstruktur, unterschiedliche Ausprägung

Zur Entwicklung von dekontextualisierten, operationalen Strukturen hat die Informatik besondere Abstraktionsmechanismen, namentlich die Prozessabstraktion und die Datenabstraktion entwickelt. Diese sind i.d.R. als parametrisierte Algorithmen beschrieben, die auf allgemeinen Datenstrukturen operieren. Für den Bereich der Objektorientierung konnten mit Entwurfsmustern erste Ansätze für die Darstellung und Katalogisierung typischer wiederkehrender Lösungsmuster vorgelegt werden.

Bei der folgenden Diskussion soll nicht vergessen werden, dass es weder einen «Königsweg» der Modellierung noch die vollständige Adaption der «Realität» inklusiv der in diesen Kontext tätigen Menschen zur Konstruktion von Informatiksystemen gibt. Alle Versuche müssen sich auf ihre Relevanz bezüglich des modellierten Realitätsausschnitts hin prüfen lassen. Sie werden in einem konkreten durch beschränkte Ressourcen und eine durch die Mit-/Umwelt vorgegebenen Rahmenbedingungen entwickelt.

Die Konzentration auf den Bereich der Softwaretechnik und damit auf die (konkrete) Modellierung ist Folge der in diesem Bereich deutlich hervortretenden Probleme. Diese Darstellung stellt keine Einschränkung auf dieses Teilgebiet der Informatik dar, da Ergebnisse aus anderen Teilen der Informatik Eingang in die Modellierung finden, wie in den folgenden Überlegungen deutlich wird.

2. Beachten Sie den Wortschatz zum Text:

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3.Beantworten Sie die Fragen zum Text:

1.Was wird mit Blick auf die Informatik vorgestellt?

2.Was gehört zur Liste der Informationstypologie?

3.Was hat die Informatik zur Entwicklung von dekontextualisierten, operationalen Strukturen entwickelt?

4.Geben Sie die Hauptinformation in Form der Annotation wieder.

Text 3

1. Lesen Sie den Text:

Paradigmen – Sprachklassen

Im Zusammenhang mit Programmiersprachen werden Paradigmen als übergreifende Prinzipien verstanden, die dazu geeignet sind, durch eine bestimmte «Brille» auf den Problembereich zu sehen und so eine bestimmte Sicht in den Problemlösungsprozess einfließen zu lassen. Es werden verschiedene Arten der «Weltsicht» als Paradigmen für die Software-Entwicklung ausgewiesen. Diesen Auffassungen der Problemwelt werden Programmiersprachklassen zugeordnet.

Die Zuordnung einer konkreten Programmiersprache zu genau einer Sprachklasse fällt nicht immer leicht. Eine Reihe von imperativen, prozeduralen aber auch funktionalen Sprachen wurde um Elemente der Objektorientierung erweitert, so dass hier keine eindeutige Zuordnung möglich ist. Für die Informatikerin stellen die Auf fassungen und die zugehörigen Sprachklassen Werkzeuge dar, die es ermöglichen, eine [teil-]problemangemessene Entscheidung zu treffen.

Abstraktionsstufen, die in der historischen Entwicklung von Programmiersprachen eingeführt wurden, um die «semantische Lücke» zwischen der Problemstellung (Problemwelt) im Unterschied zu dem Begriff des Paradigmas.

Ein weithin unbekanntes Beispiel für eine solche Entscheidung: «[. . . ] in WindowsNT von Microsoft wird ein kleiner Prolog-Interpreter verwendet, um optimale Konfigurationen für Netzwerke zu erzeugen» [Beckmann, 1998].

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2. Beachten Sie den Wortschatz zum Text:

3.Beantworten Sie die Fragen zum Text:

1.Wie werden Paradigmen im Zusammenhang mit Programmiersprachen verstanden?

2.Was ist ein Basiskonzept?

3.Nennen Sie die wichtigsten Basiskonzepte und Sichten der SoftwareEntwicklung?

4.Geben Sie die Hauptinformation in Form der Annotation wieder.

LEKTION 4

Text 1

1. Lesen Sie den Text:

Konrad Zuse (1910–1995)

Wer über Informatik im deutschen Sprachraum spricht, muss über Konrad Zuse reden. Zuse begann in den 30er Jahren, Rechenanlagen zu bauen, und zwar aus jedem Material, das ihm in die Hände fiel. So besitzt die Z1 als mechanische Schaltelemente ovale Aluminiumplättchen mit zwei stabilen Zuständen. Die Plättchen schnitt Zuse Walter Knädel mit der Laubsäge aus Aluminiumblech aus. Bei der Z4 sind die Schaltelemente elektromagnetische Relais, die Zuse von der Reichspost geschenkt bekam. Nach dem zweiten Weltkrieg beschaffte der

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Schweizer Mathematiker E. Stiefel Mittel für den Bau einer Rechenanlage und beauftragte Zuse mit dem Bau der ERMETH (Elektronische Rechen-Maschine der Eidgenössischen Technischen Hochschule – in der Schweiz gab es damals nur die ETH in Zürich). Diesmal verwendete Zuse Elektronenröhren (gittergesteuerte Trioden).

Später gründete Zuse eine eigene Firma, die Ziffernrechner und rechnergesteuerte Zeichentische hoher Präzision herstellte. Während die Ideen von Zuse aus der Informatik nicht wegzudenken sind und auch nicht mehr verschwinden werden, hat die Firma Zuse K.G. den Wettbewerb auf dem Computermarkt nicht überlebt.

Die meisten wissen, dass Zuse Bauingenieur war, kaum einer kann aber die Frage beantworten, warum die ersten Computer gerade von einem Bauingenieur entworfen wurden. Zuse hat diese Frage so beantwortet: «Ich hatte viele Interessen und habe daher mehrmals die Studienrichtung gewechselt. Eines Tages sagte mein Vater, ein Postbeamter, er gedenke nicht, mir noch einen Studienwechsel zu finanzieren. Ich solle mein Studium mit Examen abschließen. Damals studierte ich mehr oder weniger zufällig Bauingenieurwesen, also wurde ich Bauingenieur»

In den Vereinigten Staaten gilt der August 1944 als Geburtsmonat der programmgesteuerten Rechenautomaten. Da ging an der Harvard-Universität die Relaismaschine Mark I in Betrieb, die H. Aiken geplant und die IBM finanziert hatte.

Das übersieht die Leistungen der Vorgänger. Zuse war 1944 möglicherweise nicht bekannt, obwohl er lange vor dem Krieg mit dem Bau von Rechenanlagen begonnen hatte. Bekannt sein musste in den Vereinigten Staaten eine Gruppe in Großbritannien.

Sie hatte die Colossus gebaut, mit deren Hilfe A. Turing Funksprücheentschlüsselte, welche die Deutsche Wehrmacht mit (mechanischen) Enigma-Maschinen verschlüsselt hatte.

Was die Mark I für sich in Anspruch nehmen kann, ist die Entstehung des Wortes debugging. Harvard Fellow Hilda Geiringer, eine emigrierte Österreicherin, erzählt, dass die Maschine unbeaufsichtigt eine Nacht in Betrieb gelassen wurde.

Die Fenster standen offen und das Licht brannte. Insekten (bugs) kamen in Schwärmen in den Raum. Die Morgenmannschaft fand unbrauchbare Rechenergebnisse vor. Die zwischen den Relais der Mark I zerquetschten Insekten hatten die Schaltfunktionen lahmgelegt. Das war eine zeitraubende Arbeit.

2. Beachten Sie den Wortschatz zum Text:

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3.Beantworten Sie die Fragen zum Text:

1.Was entwickelte Konrad Zuse?

2.Was produzierte die Firma von Zuse?

3.Warum wurden die ersten Computer gerade von einem Bauingenieur (Konrad Zuse) entworfen?

4.Geben Sie die Hauptinformation in Form der Annotation wieder.

Text 2

1. Lesen Sie den Text:

Heinz Rutishauser (1918–1970)

Rutishauser hat sich 1951 an der ETH habilitiert und hat die Habilitationsschrift 1 Jahr später bei Birkhäuser unter dem Titel «Automatische Rechenplanfertigung bei programmgesteuerten Rechenmaschinen» veröffentlicht. Diese Schrift wurde die Urmutter aller prozeduralen Programmiersprachen.

Rutishauser wurde 1962 Professor an der ETH und 1968 Leiter der Fachgruppe Computerwissenschaften, aus der das Institut für Informatik und dann das Departement Informatik hervorgegangen ist.

Auch bei mathematischen Algorithmen hat er Wesentliches geleistet. Sein Quotienten-Differenzen-Algorithmus von 1957 ermöglicht es, algebraische Gleichungen so zu lösen, dass Genauigkeitsverlust durch Auslöschung vermieden wird.

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